目录

一、什么是内存的动态分配

二、怎样建立内存的动态分配

2.1用malloc函数开辟动态存储区

2.2用calloc函数开辟动态存储区

2.3用realloc函数重新分配动态存储区

2.4用free函数释放动态存储区

三、void指针类型

四、举例说明

一、什么是内存的动态分配

全局变量是分配在内存中的静态存储区的，非静态的局部变量(包括形参)是分配在内存中的动态存储区的，这个存储区是一个称为栈 ( stack ) 的区域。除此以外，C语言还允许建立内存动态分配区域，以存放一些临时用的数据，这些数据不必在程序的声明部分定义，也不必等到函数结束时才释放，而是需要时随时开辟，不需要时随时释放。这些数据是临时存放在一个特别的自由存储区，称为堆 ( heap ) 区。可以根据需要,向系统申请所需大小的空间。由于未在声明部分定义它们为变量或数组，因此不能通过变量名或数组名去引用这些数据，只能通过指针来引用。

二、怎样建立内存的动态分配

对内存的动态分配是通过系统提供的库函数来实现的，主要有 malloc， calloc，free，realloc 这 4 个函数。

2.1用malloc函数开辟动态存储区

其函数原型为：

void* malloc(unsigned int size)

其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为 size 的连续空间。形参 size 的类型定为无符号整型(不允许为负数)。此函数的值 (即“返回值”) 是所分配区域的第一个字节的地址，或者说，此函数是一个指针型函数，返回的指针指向该分配域的第一个字节。如：

malloc(100);    //开辟100字节的临时分配域，函数值为其第1个字节的地址

注意指针的基类型为void，即不指向任何类型的数据，只提供一个纯地址。如果此函数未能成功地执行(例如内存空间不足)，则返回空指针(NULL)。

2.2用calloc函数开辟动态存储区

其函数原型为：

void* calloc(unsigned n, unsigned size);

其作用是在内存的动态存储区中分配 n 个长度为 size 的连续空间，这个空间一般比较大，足以保存一个数组。

用 calloc 函数可以为一维数组开辟动态存储空间，n 为数组元素个数，每个元素长度为 size 。这就是动态数组。函数返回指向所分配域的第一个字节的指针；如果分配不成功，返回NULL。如：

p = calloc(50，4);      //开辟50×4个字节的临时分配域,把首地址赋给指针变量p

2.3用realloc函数重新分配动态存储区

其函数原型为

void* realloc(void* p, unsigned int size);

如果已经通过 malloc 函数或 calloc 函数获得了动态空间，想改变其大小，可以用 recalloc 函数重新分配。

用realloc函数将p所指向的动态空间的大小改变为 size。p 的值不变。如果重分配不成功，返回NULL。如：

rcalloc(p,50);      //将p所指向的已分配的动态空间改为50字节

2.4用free函数释放动态存储区

其函数原型为

void free(void* p);

其作用是释放指针变量 p 所指向的动态空间，使这部分空间能重新被其他变量使用。p 应是最近一次调用 calloc 或 malloc 函数时得到的函数返回值。如：

free(p);        //释放指针变量p所指向的已分配的动态空间

free函数无返回值。

以上4个函数的声明在 stdlib.h 头文件中，在用到这些函数时应当用 “ #include ” 指令把 stdlib.h 头文件包含到程序文件中。

三、void指针类型

C99 允许使用基类型为 void 的指针类型。可以定义一个基类型为 void 的指针变量(即 void* 型变量)，它不指向任何类型的数据。请注意：不要把 “指向 void 类型” 理解为能指向 “任何的类型” 的数据，而应理解为 “指向空类型” 或 “不指向确定的类型” 的数据。在将它的值赋给另一指针变量时由系统对它进行类型转换，使之适合于被赋值的变量的类型。例如：

int a = 3;			//定义a为整型变量
int* pl = &a;		//pl指向int型变量
char* p2;			//p2指向char型变量
void* p3;			//p3为无类型指针变量(基类型为void型)
p3 = (void*)pl;		//将pl的值转换为void *类型,然后赋值给p3
p2 = (char*)p3;		//将p3的值转换为char*类型,然后赋值给p2
printf("%d", *pl);	//合法,输出整型变量a的值
p3 = &a;
printf("%d", *p3);	//错误,p3是无指向的,不能指向a

四、举例说明

举例：建立动态数组，输入 5 个学生的成绩，另外用一个函放数检查其中有无低于 60 分的，输出不合格的成绩。

#include 
#include 						//程序中用了malloc函数,应包含stdlib.h
int main()
{void check(int*);					//函数声明int* p1;							//pl是 int型指针printf("请输入5个学生的成绩：");p1 = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); //开辟动态内存区,将地址转换成int*型, 然后放在pl中for (int i = 0; i < 5; i++){scanf_s("%d", p1 + i);			//输入5个学生的成绩}check(p1);							//调用check函数return 0;
}
void check(int* p)						//定义check函数,形参是int *指针
{printf("They are fail：");for (int i = 0; i < 5; i++)if (p[i] < 60)printf("%d ", p[i]);		//输出不合格的成绩printf("\n");

运行结果：

程序分析：

在程序中没有定义数组，而是开辟一段动态自由分配区，作为动态数组使用。在调用malloc函数时没有给出具体的数值，而是用 5*sizeof(int)，因为有 5 个学生的成绩，每个成绩是一个整数，但在不同的系统中存放一个整数的字节数是不同的，为了使程序具有通用性，故用 sizeof 运算符测定在本系统中整数的字节数。调用 malloc 函数的返回值是 void* 型的，要把它赋给 p1，应先进行类型转换，把该指针转换成 int* 型。用 for 循环输入 5 个学生的成绩，注意不是用数组名，而是按地址法计算出相应的存储单元的地址，然后分别赋值给动态数组的 5 个元素。开始时 p1 指向第 1 个整型数据，p1+1 指向第 2 个整型数据……调用 check 函数时把 p1 的值传给形参 p，因此形参 p 也指向动态区的第 1 个数据，可以认为形参数组与实参数组共享同一段动态分配区。都在 check 函数中，用下标形式使用指针变量 p，逐个检查 5 个数据，输出不合格的成绩。最后用 free 函数释放动态分配区。

实际上，第6行可以直接写成

p1 = malloc(5 * sizeof(int));    //p1为整型指针,自动转换

因为在进行编译时，系统可以自动进行隐式的转换，而不必人为地进行显式的强制类型转换。但是建议进行显式的强制转换，因为这样规范，清晰。